«Провал ветряков», организационные проблемы или климатическая аномалия: в США произошел рекордный блэкаут, но виновных в нем еще не нашли

Соединенные Штаты переживают крупнейшие веерные отключения электроэнергии за долгие годы на фоне рекордно низких температур и обильных снегопадов. В блэкаутах сгоряча попытались обвинить не предназначенные для таких условий ветряки, да солнечные панели, однако не все так просто. Как показывают первые итоги разбирательства, причин было много и подвели вовсе не «зеленые», а гораздо более «традиционные» источники энергии — газовые и угольные электростанции.

Новостные сводки из США с середины понедельника пестрят сообщениями, напоминающими отчет об апокалипсисе: миллионы жителей страны сидят без света и замерзают у себя дома. На обледеневших дорогах массовые аварии, а коммунальные службы всеми силами безуспешно пытаются устранить последствия блэкаута. Некоторые СМИ даже успели объявить конец Соединенным Штатам в привычном виде. Так что же на самом деле произошло?

В Северной Америке — рекордно холодная зима. Обычно сдерживаемая областями низкого давления около границы между США и Канадой, арктическая воздушная масса прорвалась на юг. Климатологи пока не могут сказать точно, что послужило причиной, но считается, что такая погода может быть прямым следствием глобального потепления. В итоге на восточном побережье и на территории центральных штатов установились невероятные для этих мест морозы, сопровождаемые обильными снегопадами.

Для примера можно взять самый показательный в этой ситуации регион — Техас. Как сообщает BBC, столь холодных зим здесь не было уже 30 лет. В одном из крупнейших городов штата, Далласе, температура упала до двух градусов Фаренгейта (почти -17 градусов Цельсия). И морозы ожидаются всю следующую неделю. На минуточку, этот мегаполис находится чуть южнее 32 градуса северной широты, то есть примерно на уровне северной Африки, Израиля и Пакистана. Обычно, зимой температура там падает ниже нуля максимум на пару дней. Про снег даже говорить бессмысленно — местные жители о сугробах и гололеде знают либо из кино, либо по опыту туристических поездок на север. А отопление в домах реализовано, в лучшем случае, электрическими теплыми полами, а чаще — кондиционером в режиме обогрева. Иными словами, на электросеть легла неожиданно высокая нагрузка и она не выдержала. Причин этому было несколько, начнем с самой громкой и, как оказалось, абсолютно ложной.

«Крах зеленой энергетики»

Примерно с такими заголовками, да еще и в злорадном тоне, некоторые издания описали происходящие в США события. И под этими обвинениями ветряков во всех бедах первое время действительно была фактологическая почва. Во время блэкаута в Техасе, который стал самым серьезным, от сети отключились основные мощности ветряных электростанций. Но это было вызвано не обледенением лопастей самих ветряков, а обрывом линий электропередач вкупе с перегрузкой подстанций. Ситуацию прояснили данные основного поставщика электроэнергии в штате — Совета по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT).

Издание Ars Technica пишет, что просадка в генерации ночью 15 февраля достигла почти 20 гигаватт (с более чем 65 до примерно 53 гигаватт). Это превышает суммарную теоретическую мощность всех ветряных электростанций штата. И, как показывает статистика работы ветряков, они до последнего поставляли в сеть свои честные пять с лишним гигаватт. Что даже больше, чем в предыдущие дни, несмотря на обледенение лопастей, из-за которого выработка составила лишь около половины от возможной. То есть, при желании, ветряки могли поставить почти 11 гигаватт электричества, но сеть к тому моменту уже не выдержала и начались веерные отключения.

Подвели «традиционные» электростанции

Как ни странно, важную роль в развитии катастрофы сыграли угольные, газовые и атомные электростанции. По данным Bloomberg, в понедельник отключились генераторы суммарной мощностью в 34 гигаватта, из которых на ветряки приходится едва ли треть. Судя по всему, расследованию происшествия придется разбираться с каждым таким случаем отдельно, общей картины пока нет. Чиновники обещают обязательно найти виноватых и наказать, но в первую очередь стремятся решить текущие проблемы.

Что-то конкретное можно сказать только про газовые и «зеленые» электростанции. Последним посвящен предыдущий раздел, а вот первые пострадали от морозов неожиданным образом. Дело в том, что из-за похолодания резко возросло потребление газа, как генерирующими предприятиями, так и домашними хозяйствами. Одновременно с этим появились проблемы у поставщиков: они частично связаны с нефтеперерабатывающей отраслью, а она на время похолодания буквально встала. Оказалось, что техасские заводы по переработке нефтепродуктов не могут функционировать при таких температурах.

Особенности сети

В Соединенных Штатах существуют сразу несколько достаточно сильно отличающихся электросетей, между которыми организована связь. Причем энергетика США тесно связана с Канадой и Мексикой для повышения надежности. Но не во всех случаях — сильнее всех пострадавший от непогоды Техас с его ERCOT как раз из таких. Проблема в том, что характеристики магистральных линий в этом регионе (частота переменного тока и напряжение) несовместимы с сетями окружающих штатов. Так исторически сложилось и теперь местные жители за это расплачиваются.

Подключения Техаса к сетям соседних штатов существуют, но из-за необходимости преобразования тока их мощность сильно ограничена. Да и небольшое количество таких узлов сыграло злую шутку — как только начал «падать» Техас, вслед за ним возникли каскадные отказы подстанций в Мексике, а также штатах Оклахома, Арканзас и Миссисипи. Но степень повреждений там оказалась несравнимо ниже. В итоге во время резко возросшего потребления электричества на обогрев домов и падения выработки из-за недостатка газа, техасская сеть оказалась разбалансирована. Последствия не заставили себя ждать и случился блэкаут.

Промежуточные выводы

Полную цепь событий, приведших к столь печальным последствиям, еще предстоит установить. Пока что понятно одно — как и в любой техногенной аварии, причиной стало совпадение сразу множества факторов. Среди них можно выделить ключевые:

  • недостаточное внимание к урокам прошлого — в феврале 2011 года США уже переживали мощный блэкаут, в котором, как писал журнал Power, без электричества сидели более 4,4 миллиона человек, — но по каким-то причинам работы по увеличению стойкости сети не проводились в достаточной мере или не возымели должного эффекта;
  • электросети не хватило запаса прочности на случай экстренных событий в условиях возросшего потребления современных домохозяйств;
  • рекордно низкие температуры и сильные снегопады, из-за чего люди стали тратить еще больше электричества, а линии электропередач были повреждены;
  • в дополнение ко всему, морозы выявили проблему с поставками горючего для электростанций в такую погоду.

Как хорошо видно из вышеприведенного списка, ни в одном пункте нет «зеленых» электростанций. Солнечные батареи зимой работают хуже и в снегопад требуют очистки, но это известная проблема и к ней обслуживающий персонал ферм был готов. Ветряки прекрасно себя чувствуют в Арктике, Антарктике и Северном Море, так что низкие температуры для них — не проблема. Беда возникла из системных проблем.

Уроки

А завершить хотелось бы небольшим рассуждением на тему — можно ли из этой истории извлечь уроки нам, живущим в другой широте и вообще за океаном. Ведь именно с таким посылом критикуют ветряные электростанции в контексте американских блэкаутов: «посмотрите, какой кошмар, в нашем климате такое точно не нужно». Учитывая все написанное, понятно, что дело не в ветряках, а в самой электросети. Чем ситуация и поучительна. Особенно на фоне климата, который вне зависимости от мнения людей касательно глобального потепления, судя по всему, собирается преподносить нам все больше сюрпризов.

С каждым годом потребление электричества как промышленностью, так и домашними хозяйствами только растет. Даже если абстрагироваться от вопросов «зеленой» энергетики и электромобилей, существующие в России сети, пусть и модернизировались, но в своей основе содержат еще советское наследие. Некоторые регионы обладают всего одной основной генерирующей мощностью на множество населенных пунктов. И речь не о глухих деревнях — такая ситуация встречается в сравнительно крупных городах. По большому счету, настоящие децентрализованные и отказоустойчивые электросети в России выстроены только вокруг Москвы и Санкт-Петербурга — наследие столичного блэкаута в 2005 году.

  • В Австрии построят крупнейший в мире углеродно-нейтральный сталелитейный завод

    Японская корпорация Mitsubishi Heavy Industries вскоре завершит возведение инновационного промышленного предприятия в Австрии. Сталелитейный завод для восстановления железа из руды будет использова…

    naked-science.ru

Глядя на США, создается впечатление, что там все не лучше, но это не так. Обстановка наладится очень быстро даже в сельских районах. Интереса ради можно открыть сайт PowerOutageUS и обновлять его каждые 10 минут: только за время написания этого текста количество «красных» (более 100 тысяч человек без света) штатов сократилось с шести до трех. Во многом ситуацию спасает та же децентрализация, которая и послужила косвенной причиной блэкаута: часть мощностей подключается от соседних регионов, часть генерируется небольшими местными электростанциями без подключения к магистральным сетям.

Источник: Naked Science

Читайте также

Вверх